ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร ทำไมเสียงนภากัมปนาท จึงมักเกิดขึ้นภายหลังแสงแปลบปลาบ

ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เหตุใดนภาจึงกัมปนาท

หลายครั้งที่ได้ยินคำถาม ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร เสียงเปรี้ยงปร้างดังสนั่น มีคำอธิบายอย่างไร

“ ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร ครับ ” หลานชายวัยกำลังหัดเจรจาของฉันไถ่ถามขึ้นมาระหว่างคืนฝนพรำและแสงแปลบปลาบวิ่งพล่านไปทั่วฟ้า ฉันนึกหาคำอธิบายอย่างง่ายที่สุดเพื่อให้เหมาะสมกับวัยของผู้ฟัง แต่ก็เป็นเรื่องยากเกินกว่าที่ตั้งใจไว้

ฟ้าแลบ ฟ้าร้อง ฟ้าผ่า (Thunder) เป็นปรากฏการณ์ธรรมชาติซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุอิเล็กตรอนภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆกับก้อนเมฆ หรือเกิดขึ้นระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน การเคลื่อนที่ขึ้นลงของกระแสอากาศ (updraft/downdraft) ภายในเมฆคิวมูโลนิมบัส ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้าในแต่ละบริเวณของก้อนเมฆและพื้นดินด้านล่าง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างตำแหน่งทั้งสองที่มีค่าระดับหนึ่ง จะก่อให้เกิดสนามไฟฟ้าขนาดใหญ่ โดยมีประจุบวกอยู่ทางด้านบนของก้อนเมฆ ประจุลบอยู่ทางตอนล่างของก้อนเมฆ พื้นดินบางแห่งมีประจุบวก พื้นดินบางแห่งมีประจุลบ ซึ่งจะเหนี่ยวนำให้เกิดการเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้า

ทำความรู้จักกับ “เมฆ” แต่ละประเภท

การเกิดประจุไฟฟ้าในอากาศ

เมื่อท้องฟ้าเต็มไปด้วยก้อนเมฆอันเกิดจากการควบแน่นของละอองน้ำในอากาศ และกระแสลมพัดให้เคลื่อนที่ไปบนท้องฟ้า โมเลกุลน้ำและโมเลกุลอากาศเกิดการเสียดสีกันขณะที่เมฆเคลื่อนตัวไปในอากาศ จึงเกิดประจุไฟฟ้าขึ้นในก้อนเมฆและทวีปริมาณมากขึ้น จนกระทั่งเกิดความต่างศักย์ระหว่างก้อนเมฆ ทำให้เกิดการถ่ายเทประจุระหว่างหรือภายในก้อนเมฆ หรือระหว่างก้อนเมฆและพื้นดิน หลักการเกิดฟ้าแลบ ฟ้าผ่า และฟ้าร้อง อธิบายได้ดังนี้

ฟ้าผ่าเกิดจากอะไร, ปรากฏารณ์ทางธรรมชาติ
การเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้าขณะที่เกิดฟ้าผ่า ฟ้าแลบ และฟ้าร้อง
ภาพประกอบ: ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์

เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่ด้านบนของก้อนเมฆ ทำให้เกิดแสงสว่างในก้อนเมฆ หรือประจุไฟฟ้าลบบริเวณฐานเมฆก้อนหนึ่งถูกเหนี่ยวนำไปหาประจุบวกในเมฆอีกก้อนหนึ่ง จะมองเห็นสายฟ้าวิ่งข้ามระหว่างก้อนเมฆเรียกว่า “ฟ้าแลบ”

เมื่อประจุลบบริเวณฐานเมฆถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกที่อยู่บนพื้นดิน ทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าจากก้อนเมฆพุ่งลงสู่พื้นดินเรียกว่า “ฟ้าผ่า” ในทางกลับกัน ประจุลบที่อยู่บนพื้นดินถูกเหนี่ยวนำเข้าหาประจุบวกในก้อนเมฆ มองเห็นเป็นฟ้าแลบจากพื้นดินขึ้นสู่ท้องฟ้า

เมื่อเกิดฟ้าแลบหรือฟ้าผ่า การเคลื่อนที่ของกระแสไฟฟ้าในอากาศทำให้อากาศในบริเวณนั้นมีอุณหภูมิสูงมากจนขยายตัวอย่างฉับพลัน ส่งผลให้เกิดช็อกเวฟ (Shock wave) ส่งเสียงดังออกมาเรียกว่า “ฟ้าร้อง”

ฟ้าแลบและฟ้าร้องเกิดขึ้นพร้อม ๆ กัน แต่เรามองเห็นฟ้าแลบก่อนได้ยินเสียงฟ้าร้อง เนื่องจากแสงมีความเร็วมากกว่าเสียง แสงมีอัตราเร็ว 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที ส่วนเสียงมีอัตราเร็วประมาณ 1/3 กิโลเมตรต่อวินาทีเท่านั้น ถ้าเราต้องการทราบว่า ฟ้าแลบหรือฟ้าผ่าเกิดขึ้นห่างห่างจากเราเท่าใด เราสามารถจับเวลาตั้งแต่เมื่อเราเห็นฟ้าแลบจนถึงได้ยินเสียงฟ้าร้องว่าเป็นระยะเวลากี่วินาที แล้วเอาจำนวนวินาทีคูณด้วย 1/3 ก็จะได้เป็นระยะทางกิโลเมตร เช่น ถ้าเราจับเวลาระหว่างฟ้าแลบกับฟ้าร้องได้ 3 วินาที เราจะทราบได้ว่า ฟ้าแลบอยู่ห่างจากเราประมาณ 1/3 x 3 เท่ากับ 1 กิโลเมตร (อ้างอิงจาก: ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์)

ฟ้าผ่า, ฟ้าแลบ, ฟ้าร้อง, ฝนฟ้าคะนอง
ตึกสูงต่างๆ มักติดตั้งสายล่อฟ้าไว้เพื่อป้องกันความรุนแรงจากเหตุการณ์ฟ้าผ่า

ฟ้าผ่าเป็นปรากฏการณ์ที่ทำอันตรายได้ถึงชีวิต มักเกิดขึ้นกับวัตถุที่อยู่เหนือระดับพื้นดิน ทั้งนี้ เนื่องจากกระไฟฟ้าต้องการทางลัดระหว่างก้อนเมฆกับพื้นดิน มีความเชื่อที่ส่งต่อกันมาว่า เมื่อเกิดพายุฝนฟ้าคะนองควรหลีกเลี่ยงการอยู่บนที่แจ้งและการมีสื่อนำไฟฟ้า เช่น สร้อยคอ แท่งโลหะ โทรศัพท์มือถือ แต่ในความเป็นจริงแล้ว โลหะที่สวมใส่อยู่บนร่างกายไม่ได้เป็นสาเหตุของการเกิดฟ้าผ่า พราะว่าการถูกฟ้าผ่า คือ การที่ร่างกายของเราได้ “แสดง” ประจุไฟฟ้าอย่างชัดเจนในพื้นที่นั้นๆ เช่น การไปยืนกลางทุ่งนา หรือยืนกลางลานโล่งแจ้ง

สำหรับการปลูกสร้างอาคารสูงควรติดตั้งสายล่อฟ้าไว้บนยอดอาคารและเดินสายกราวน์ไปยังพื้นดิน เพื่อเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าจากอากาศให้รีบผ่านลงสู่พื้นดิน โดยไม่สร้างความเสียหายให้แก่ตัวอาคาร

ในราตรีอันยาวนานของคืนฝนพรำ เด็กชายตัวน้อยหลับไปพร้อมกับเสียงน้ำฝนและแสงแวบวาบ ฉันไม่ได้เล่าถึงปรากฏการณ์ฟ้าผ่าอย่างที่อธิบายมาในข้างต้น แต่เปลี่ยนวิธีการเล่าให้เนื้อเรื่องการเกิดฟ้าผ่าให้เป็นนิทานก่อนนอน ซึ่งฉันหวังใจว่าหลานชายตัวน้อย คงเข้าใจในสิ่งที่เขาตั้งคำถาม


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ไอดินและกลิ่นฝนไอดินและกลิ่นฝน

เรื่องแนะนำ

ดาวฤกษ์ : ดวงดาวที่ส่องประกายประดับนภาราตรี

เหล่าดวงดาวที่เปล่งประกายยามราตรี มีแสงส่องสว่างในตัวเอง ความงดงามของนภายามราตรี เราเรียกดวงดาวเหล่านั้นว่า ดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ (Stars) คือวัตถุขนาดใหญ่ในอวกาศ ที่มีแสงสว่างและพลังงานในตัวเอง เป็นมวลก๊าซขนาดใหญ่ที่ให้กำเนิดอณูพื้นฐานในจักรวาล ทั้งการสร้างและส่งผ่านพลังงาน แสงสว่างและธาตุต่างๆ ไปในห้วงอวกาศ ดาวฤกษ์นั้นถือกำเนิดภายใต้การรวมตัวกันของกลุ่มก๊าซและฝุ่นขนาดใหญ่ในอวกาศ ที่เรียกว่า “หมอกเพลิง” หรือ “เนบิวลา” (Nebula) เนบิวลาที่อยู่ใกล้โลกที่สุด คือ เฮลิกซ์ เนบิวลา (Helix Nebula) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่กำลังเสื่อมถอยและใกล้สิ้นอายุขัย อยู่ห่างจากโลกราว 700 ปีแสง ดาวฤกษ์ในกาแล็กซี มีจำนวนมากกว่าพันล้านดวง ซึ่งปัจจุบันการนับจำนวนดวงดาวในจักรวาลยังเป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้ แต่นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่ามีดาวฤกษ์ราว 3 แสนล้านดวงในกาแล็กซีทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) ของเรา การเกิดของดวงดาว วิดีโอเรื่องราวของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ ถือกำเนิดขึ้นภายในกลุ่มก้อนก๊าซและฝุ่นผงขนาดใหญ่ในอวกาศ หรือเนบิวลา ซึ่งมีไฮโดรเจนเป็นองค์ประกอบหลัก ธาตุตั้งต้นของทุกสรรพสิ่งในจักรวาล การรวมตัวกันของกลุ่มก้อนก๊าซและฝุ่นผง เกิดจากแรงดึงดูดระหว่างกันของสสาร ตามกฎความโน้มถ่วงแห่งเอกภพ (Law of Universe) ทำให้เนบิวลามีขนาดใหญ่ขึ้นตามกาลเวลา มวลที่มากขึ้นและแรงดึงดูดที่มากขึ้น ก่อให้เกิดการหมุนวงของกลุ่มก๊าซและฝุ่นผงคล้ายจานหมุนขนาดใหญ่ […]

กลุ่มดาวคนคู่ (Gemini) หรือดาวฝาแฝด

กลุ่มดาวคนคู่ (Gemini) เป็น 1 ใน 88 กลุ่มดาวสากล (Constellations) ของโลก และเป็นหนึ่งในสมาชิกกลุ่มดาวจักรราศี (Zodiac) บนซีกฟ้าเหนือ หรือที่เรารู้จักกันในนามของ “กลุ่มดาวราศีเมถุน” ครอบคลุมพื้นที่ราว 514 ตารางองศาหรือมีขนาดใหญ่เป็นลำดับที่ 30 ของกลุ่มดาวสากลทั้งหมด กลุ่มดาวคนคู่ยังเป็นกลุ่มดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดกลุ่มหนึ่งในน่านฟ้าโลก โดยสามารถพบเห็นได้ตั้งแต่ในช่วงฤดูหนาวไปจนถึงฤดูใบไม้ผลิของฝั่งซีกโลกเหนือ หรือระหว่างเดือนธันวาคมถึงเดือนพฤษภาคม ขณะที่บนท้องฟ้าฝั่งซีกโลกใต้สามารถพบเห็นกลุ่มดาวคนคู่ได้เช่นเดียวกัน โดยเฉพาะในช่วงฤดูร้อน อ่านเพิ่มเติมเรื่อง การศึกษากลุ่มดาว นอกจากนี้ กลุ่มดาวคนคู่ยังเป็น 1 ใน 48 กลุ่มดาวดั้งเดิมที่ถูกจารึกอยู่ในบันทึกของปโตเลมี (Ptolemy) ในช่วงศตวรรษที่สอง เช่นเดียวกับกลุ่มดาวแมงป่อง (Scorpius) ซึ่งถูกทำการสำรวจมาตั้งแต่ในยุคอารยธรรมแรกเริ่มของมนุษยชาติ เป็นกลุ่มดาวที่ถูกบันทึกอยู่ในคัมภีร์ฤคเวท หรือ “พระเวท” ของอินเดียเมื่อราว 3,500 ปีก่อน โดยทั้งในอารยธรรมตะวันออกและตะวันตก ผู้คนเรียกขานกลุ่มดาวกลุ่มนี้ว่า “ดาวฝาแฝด” (Twins) องค์ประกอบของกลุ่มดาวคนคู่ กลุ่มดาวคนคู่ ประกอบไปด้วยดาวฤกษ์สุกสว่างหลายสิบดวง เรียงตัวกันจนมีลักษณะคล้ายมนุษย์สองคนจับมือกัน โดยมี “ดาวพอลลักซ์” (Pollux) และ […]

ปิโตรเลียม ทรัพยากรธรรมชาติที่สำคัญทางเศรฐกิจ

มนุษย์ค้นพบ ปิโตรเลียม และใช้ประโยชน์จากทรัพยากรธรรมชาติชนิดนี้มาเป็นเวลานาน แม้ว่าที่ผ่านมา มนุษย์เราได้รับประโยชน์มากมายจากิโตรเลียม แต่ในขณะเดียวกัน ผลจากการใช้พลังงานชนิดนี้ก็กำลังส่งผลกระทบต่อชีวิตมนุษย์ ปิโตรเลียม (Petroleum) คือ สารประกอบไฮโดรคาร์บอน (Hydrocarbon) ที่มีโครงสร้างอันสลับซับซ้อน เป็นสสารในธรรมชาติที่มีธาตุไฮโดรเจน (H) และคาร์บอน (C) เป็นองค์ประกอบหลัก จากการย่อยสลายของอินทรียสารที่ทับถมกันจำนวนมากในมหาสมุทร ภายใต้ความร้อนและความดันอันมหาศาลที่เกิดขึ้นตลอดระยะเวลาหลายล้านปีในชั้นหินใต้พื้นผิวโลก [ปิโตรเลียม มีรากศัพท์มาจากคำว่า “เพตรา” (Petra) ที่แปลว่า “หิน” และ “โอเลียม” (Oleum) ที่แปลว่า “น้ำมัน” ในภาษาละติน ซึ่งมีความหมายร่วมกันว่า “น้ำมันจากหิน”]  แหล่งกำเนิดและกระบวนการสะสมปิโตรเลียม ปิโตรเลียม คือ เชื้อเพลิงฟอสซิล (Fossil fuel) ที่ถือกำเนิดขึ้นจากการทับถมกันของซากพืชซากสัตว์ใต้ทะเลลึกเมื่อหลายล้านปีก่อน ซากสิ่งมีชีวิตที่เกิดการเน่าเปื่อยผุพังและย่อยสลายกลายเป็นอินทรียสารที่สะสมรวมตัวกับตะกอนต่าง ๆ ทับถมกันจนเกิดชั้นตะกอนหนาแน่น ซึ่งจมตัวลงจากแรงกดทับของชั้นการสะสมต่าง ๆ และการเปลี่ยนแปลงของแผ่นเปลือกโลก  ภายใต้ความดันและความร้อนที่สูงจัด อินทรียวัตถุเหล่านี้ถูกแปรสภาพกลายเป็นสารประกอบที่เรียกว่า “คีโรเจน” (Kerogen) ปะปนอยู่ร่วมกับเศษหินดินทรายหรือ “หินต้นกำเนิด” (Source Rock) […]

42 Bangkok โรงเรียนทางเลือกสาย IT ที่ขับเคลื่อนความเท่าเทียมทางการศึกษา

42 Bangkok โรงเรียนทางเลือกสายไอที ที่เปิดประตูสู่ความเท่าเทียมทางการศึกษา ด้วยแนวคิดเรียนฟรี ไม่มีครู และเรียนรู้แบบ Gamification จากเพื่อนร่วมชั้น การเติบโตของเศรษฐกิจและสังคมแบบดิจิทัลทั่วโลกกำลังนำพาประเทศไทยเข้าสู่ความท้าทายใหม่ ทั้งในมิติของสังคม เศรษฐกิจ วัฒนธรรม และโดยเฉพาะอย่างยิ่งมิติของการศึกษา ประเทศไทยซึ่งเป็นประเทศผู้รับช่วงทางเทคโนโลยี (Technology Adopter) มาโดยตลอดจะผลักตัวเองให้ก้าวทันความผันผวนนี้ได้หรือไม่ ระบบการศึกษาของเราจะต้องปรับตัวอย่างไรเพื่อเตรียมความพร้อมให้กับเยาวชน ในการสร้างบุคลากรที่จำเป็นต่อระบบเศรษฐกิจแห่งอนาคตได้โดยที่ไม่ทิ้งใครไว้ข้างหลัง Ecole 42 Bangkok คือโรงเรียนทางเลือกสายไอทีแห่งแรกในประเทศไทย ที่จะสอนให้คุณรู้จักโลกกว้างสายงานดิจิทัลโดยไม่มีครู ผ่านการเรียนรู้แบบ Gamification ใช้เทคนิคเกม มาเป็นตัวช่วย เหมือนเล่นเกมออนไลน์ที่ผู้เรียนได้อัพสกิลไปเรื่อย ๆ การเรียนแบบนี้ ถือเป็นอีกหนึ่งการกดสูตรลัดในสร้างบุคลากรที่มีคุณภาพในเวลาจำกัด เพื่อทำความเข้าใจที่มา แนวคิด ภารกิจของที่นี่จึงมุ่งเปิดประตูสู่ความเท่าเทียมและขยายขอบเขตความรู้สายไอทีของเยาวชนไทย เพราะที่นี่เปิดให้เรียนฟรี ไม่มีการเก็บค่าเล่าเรียน มีอุปกรณ์ไว้บริการผู้เรียนครบครัน และไม่จำกัดว่าจะเรียนจบสายวิทย์ สายศิลป์ ศึกษาอยู่ในระบบ หรืออยู่นอกระบบ ขอเพียงอายุเกิน 18 ปี ก็สามารถสมัครเรียนได้ National Geographic Thailand ชวนคุณสนทนากับ ผศ.ดร.ชัยยันต์ เจตนาเสน Executive Director […]